第四、五讲 主传动系设计

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1、2.2.4机床的主参数设计主参数代表机床规格大小和反映机床最大工作能力的一种参数一般技术参数（基本参数）尺寸参数（机床的主要结构尺寸参数）与被加工零件有关的尺寸标准化工具或夹具的安装面尺寸运动参数主运动参数nmin、nmax、公比φ、Rn、Z进给运动参数fmin、fmax、公比φf、Zf动力参数主电动机功率P主=P切+P空+P辅进给电动机功率Pf=(0.03~0.04)P主或Pf=QVf/60000ŋf重点掌握数控机床组成及设计的基本要求机床型号与分类方法机床运动功能设计数控机床坐标系确定零件表面成型方法

2、以及相关运动机床主要参数设计运动参数设计公比的制定、选用原则标准数列的制定选取第四讲主传动系设计主要内容主传动设计需满足的要求主传动系统方案确定主传动有级变速系统（确定转速图）主传动系统齿轮齿数确定(查表法)计算转速CA6140传动系统图主传动设计需满足的要求主传动系统的功用将一定的动力由动力源传递给执行件保证执行件具有一定的转速和足够的转速范围能够方便的实现运动的开停、变速、换向和制动等主传动系统的结构组成动力源，主轴组件，变速装置，定比传动机构，开停制动和换向装置，操纵机构，润滑与密封装置，箱体等。

3、主传动系统的设计要求主轴具有一定的转速和足够的转速范围、转速级数，能够实现运动的开停、变速、换向和制动，以满足机床的运动要求。主电动机具有足够的功率，全部机构和元件具有足够的强度和刚度，以满足机床的动力要求。主传动的有关结构，特别是主轴组件要有足够的精度、抗振性，温升和噪声要小，传动效率要高，以满足机床的工作性能要求。操纵灵活可靠，调整维修方便，润滑密封良好，以满足机床的使用要求。结构简单紧凑，工艺性好，成本低，以满足经济性要求。主传动系统方案确定选择传动布局集中传动式布局主轴组件和主传动的全部变速机构集

4、中于同一个箱体内，该箱体称为主轴变速箱。分离传动式布局主轴组件和主传动的大部分变速机构分离装于两个箱体内，分别称为主轴箱和变速箱，中间一般采用带传动。选择变速方式无级变速在一定速度范围内能连续、任意的变速。有级变速指在若干固定速度级内不连续的变速数控机床主轴传动方式数控机床常采用无级变速系统，其主轴传动系统主要有以下几种传动方式。1.调速电动机直接驱动主轴传动方式a）结构简图b）联接示意图电主轴驱动图a为内装式电动机主轴示意简图，图b为内装式电动机主轴实形图。a）结构简图b）联接示意图内装式电主轴1—后

5、轴承2—定子3—转子4—前轴承5－主轴2.具有变速齿轮的传动方式这是大、中型数控机床采用较多的一种变速方式，其结构简图，如图所示，在无级变速的基础上配以齿轮变速，使之成为分段无级调速。变速齿轮传动方式3.通过带传动的传动方式如图所示，在数控机床上一般采用多楔带和同步齿形带。a）结构简图b）加工中心主轴带传动结构有级变速实现机构滑移齿轮变速机构交换齿轮变速机构多速电动机离合器变速机构离合器变速机构“超速”现象选择开停方式电动机开停机械开停选择制动方式电动机制动机械制动选择换向方式主传动有级变速系统设计拟定结

6、构式和结构网拟定转速图，确定各传动副的传动比确定带轮直径、齿轮齿数布置、排列、绘制传动系统图结构式与结构网结构式能够表达变速系统最主要的三个变速参量：主轴转速级数Z;各变速组的传动副数Pi和各变速组的级比指数表达式形式Z=Pa()*Pb()*Pc()*…….主传动有级变速系统（确定转速图）转速图由“三线一点”组成：传动轴格线、转速格线、传动线转速点转速图表达的内容传动轴的数目主轴及各传动轴的转速级数转速值及其传动路线变速组的数量及传动顺序各级各变速组的传动副数及其传动比数值等变速规律基本组变速特性基型变速

7、系统必有一个基本组，级比指数X0=1第一扩大组变速特性级比指数X1等于基本组的传动副数P0第二扩大组变速特性主变速传动系设计原则传动副前多后少传动顺序与扩大顺序相一致变速组的降速要前慢后快转速图绘制已知条件机床类型——中型机床Z=12、φ=1.41主轴转速为31.5、45、63、90、125、180、250、355、500、710、1000、1400r/min电动机转速n电=1440r/min绘制步骤确定有几个转速组各传动组的传动副数拟定结构式绘制转速图计算转速的确定概念：主轴能传递全功率的最低转速，称为

8、主轴的计算转速。主轴在整个转速范围内，以计算转速为界，可分为两个区域；计算转速nj及以上直到nmax为恒功率区域；计算转速以下为恒扭矩区域。其他传动件：传递全功率的最低转速就是个零件的计算转速传动件计算转速确定该传动件共有几级实际工作转速其中哪几级转速能够传递全部功率能够传递全部功率的最低转速即为该传动件的计算转速主传动系统齿轮齿数确定确定原则与要求原则是使齿轮结构紧凑，主轴转速误差小要求如下齿轮的齿数和不应过大最小齿轮的齿数